Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya)
For the first time, features of the chemical composition of the snow cover during its accumulation on the Bolshevik Island (the area of the research station «Cape Baranov» Ice base») were studied. In winter 2018/19, the following elements density, conductivity, total acidity, pH, NH4+, NO2-, NO3-, P...
Published in: | Investigaciones Geográficas |
---|---|
Main Authors: | , , , , , , , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2023
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1088 https://doi.org/10.31857/S2076673422040152 |
_version_ | 1828683120456499200 |
---|---|
author | O. Shevtsova V. E. Dobrotina D. A. Goncharova B. A. Nedashkovsky P. О. Шевцова В. Е. Добротина Д. А. Гончарова Б. А. Недашковский П. |
author2 | This work was carried out as a part of the AARI planned scientific topic under the project 1.5.3.3 of the Targeted Scientific and Technical Program of Roshydromet. Работа выполнена в рамках плановой научной тематики ФГБУ «ААНИИ» по теме 1.5.3.3 Целевой научно-технической программы Росгидромета. |
author_facet | O. Shevtsova V. E. Dobrotina D. A. Goncharova B. A. Nedashkovsky P. О. Шевцова В. Е. Добротина Д. А. Гончарова Б. А. Недашковский П. |
author_sort | O. Shevtsova V. |
collection | Ice and Snow |
container_issue | 63 |
container_start_page | 45 |
container_title | Investigaciones Geográficas |
description | For the first time, features of the chemical composition of the snow cover during its accumulation on the Bolshevik Island (the area of the research station «Cape Baranov» Ice base») were studied. In winter 2018/19, the following elements density, conductivity, total acidity, pH, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, and Si and, additionally, Na+, К+, Ca2+, Mg2+, Cl-, and SO42-, were measured in new and old snow. Regularities of changes in the parameters of these two types of snow with time have been found. New snow is characterized by negative time trends in density, pH, conductivity, and total acidity, and by positive ones – in NO3–. All statistically significant changing parameters of new snow, except NH4+, showed high temporal variability. In the old snow, trends of decreasing NO3– and total acidity and increasing pH with the depth in the snow cover, as well as a positive correlation between NO3– and NH4+ have been revealed, that is not typical for the new snow. It was shown that the ammonium content in the old snow was, on average, 2.8 times higher than in the new one. The influence of different natural and anthropogenic factors on the snow chemical composition on the Bolshevik Island is discussed. We show that the increase in the total acidity of snow up to 0.001–0.014 meq/l in November–June during the young ice formation and then freeze-up could be due to anthropogenic nitrogen and sulfur oxides in roughly equal proportions. However, the chemical composition of the studied snow corresponds to the zone of the ecological norm. We compared the chemical composition of snow on the Bolshevik Island with similar characteristics of precipitation in other background regions of the Russian Federation using data of the World Weather Watch of the World Meteorological Organization. It was revealed that the studied snow was more acidic, less mineralized, depleted in sulfates, ammonium, nitrates and contained low electrical conductivity. In comparison with the snow cover on the Golomyanny Island (Severnaya Zemlya), the studied old ... |
format | Article in Journal/Newspaper |
genre | Arctic Arctic Bolshevik Island Cape Baranov Severnaya Zemlya |
genre_facet | Arctic Arctic Bolshevik Island Cape Baranov Severnaya Zemlya |
geographic | Arctic Severnaya Zemlya |
geographic_facet | Arctic Severnaya Zemlya |
id | ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/1088 |
institution | Open Polar |
language | Russian |
long_lat | ENVELOPE(98.000,98.000,79.500,79.500) |
op_collection_id | ftjias |
op_relation | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1088/638 Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды / Пер с англ / Ред Г А Заварзина М : Мир, 1999 271 с Богородский П.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Мовчан В.В. Динамика сезонного таяния вечной мерзлоты в районе Ледовой базы «Мыс Баранова» (остров Большевик, архипелаг Северная Земля) // Проблемы Арктики и Антарктики 2018 Т 64 № 1 С 16–30 doi:10.30758/0555-2648-2018-641-16-30 Ветров В.А., Кузовкин В.В., Манзон Д.А. Кислотность атмосферных осадков и атмосферные выпадения серы и азота в Арктической зоне Российской Федерации по данным мониторинга химического состава снежного покрова // Арктика: экология и экономика 2014 № 3 (15) С 46–51 Дерффельд К. Статистика в аналитической химии / Перевод с нем Ред Ю П Адлера М : Мир, 1994 268 с Корж В.Д. Закономерность фракционирования химических элементов в процессе их выноса из океана в атмосферу // Доклады АН СССР 1987 Т 292 № 4 С 822–827 Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы M : Наука, 1991 243 с Котова Е.И. Сульфаты в осадках и снеге побережья Таймырского полуострова // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем 2018 Т XXIX № 1 С 65–72 doi:10.21513/02072564-2018-1-65-72 Котова Е.И., Василевич И.И., Ромашова К.В., Красавина А.С. Состав снежного покрова островов Баренцева и Карского морей // Российская Арктика 2021 № 15 С 17–27 Котова Е.И., Шевченко В.П Влияние дальнего атмосферного переноса на формирование ионного состава атмосферных осадков и снежного покрова прибрежной зоны западного сектора российской Арктики // Фундаментальные исследования 2014 № 12–11 С 2378–2382 Недашковский А.П., Добротина Е.Д., Румянцев А.Л. Химический состав ледяных цветов, наблюдавшихся во время дрейфа станции СП-35 // Проблемы Арктики и Антарктики 2012 Т 91 № 1 С 60–66 Недашковский А.П., Швецова М.Г. Общий неорганический углерод в морском льду // Океанология 2010 Т 50 № 6 С 910–917 Обзорные ледовые карты СЛО // Электронный ресурс http://old.aari.ru/main.php?lg=0&id=94 (Дата обращения: 28 06 2022) Першина Н.А., Полищук А.И., Павлова М.Т., Семенец Е.С. Ионный состав атмосферных осадков на российских станциях, входящих в систему Глобальной Службы Атмосферы ВМО Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2018 г М : Росгидромет, 2019 С 47–51 Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши Ч I / Ред Л В Боева Ростов-на-Дону: НОК, 2009 1044 с Савченко А.Ф. Испарение с поверхности снежного покрова за период его залегания на Азиатской территории России 2016 // Электронный ресурс http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/rid_aaae969a98e549d18ed5002ddb752f12.pdf Дата обращения: 28 06 2022 Свистов П.Ф., Полищук А.И., Першина Н.А. Качественная оценка загрязнения окружающей среды (по данным о химическом составе атмосферных осадков) // Труды ГГО им А И Воейкова 2010 Вып 2 C 4–17 Третьяков М.В., Голованов О.Ф., Григорьева В.А., Ромашова К.В. Максимальные снегозапасы на водосборе залива Грён-фьорд Современное состояние природной среды архипелага Шпицберген / Ред Л М Саватюгин СПб: ААНИИ, 2020 С 183–190 Шевченко В.П., Виноградова А.А., Лисицын А.П., Новигатский А.Н., Горюнова Н.В. Атмосферные аэрозоли как источник осадочного вещества и загрязнений в Северном Ледовитом океане Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики: современное состояние и история развития М : Изд-во МГУ, 2009 С 150–172 Электронный архив ААНИИ срочных метеорологических и аэрологических наблюдений научно-исследовательского стационара «Ледовая база «Мыс Баранова» за 2013–2020 гг // Электронный ресурс http://old.aari.ru/main.php?lg=0&id=405 Дата обращения: 15 07 2022 Alvarez-Aviles L. Simpson W.R., Douglas T.A., Sturm M., Perovich D., Domine F Frost flower chemical composition during growth and its implications вовлечение for aerosol production and bromine activation // Journ of Geophys Research 2008 V 113 P D21304 doi:10.1029/2008JD010277 Domine F., Sparapani R., Ianniello A., Beine H.J. The origin of sea salt in snow on Arctic sea ice and in coastal regions // Atmos Chem Phys 2004 V 4 P 2259– 2271 doi:10.5194/acp-4-2259-2004 Kaleschke L., Richter A., Burrows J., Afe O., Heygster G., Notholt J., Rankin A.M., Roscoe H.K., Hollwedel J., Wagner T., Jacobi H.-W. Frost flowers on sea ice as a source of sea salt and their influence on tropospheric halogen chemistry // Geophys Research Letters 2004 № 31 L16114 p doi:10.1029/2004GL020655 Meinrat O. Andreae. Marine aerosol chemistry at Cape Grim, Tasmania, and Townsville, Queensland // Journ of Geophys Research: Oceans 1982 V 87 № C11 P 8875–8885 Wagenbach D., Ducroz F., Mulvaney R., Keck L., Legrand M., Hall J.S., Wolff E.W. Sea-salt aerosol in coastal Antarctic regions // Journ of Geophys Research 1998 V 103 № D9 P 10961–10974 doi:10.1029/97JD01804. doi:10.31857/S2076673422040152 |
op_rights | Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_source | Ice and Snow; Том 62, № 4 (2022); 564-578 Лёд и Снег; Том 62, № 4 (2022); 564-578 2412-3765 2076-6734 |
publishDate | 2023 |
publisher | IGRAS |
record_format | openpolar |
spelling | ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/1088 2025-04-06T14:41:42+00:00 Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) Химические характеристики снежного покрова в высокоширотной Арктике (мыс Баранова, остров Большевик, архипелаг Северная Земля) O. Shevtsova V. E. Dobrotina D. A. Goncharova B. A. Nedashkovsky P. О. Шевцова В. Е. Добротина Д. А. Гончарова Б. А. Недашковский П. This work was carried out as a part of the AARI planned scientific topic under the project 1.5.3.3 of the Targeted Scientific and Technical Program of Roshydromet. Работа выполнена в рамках плановой научной тематики ФГБУ «ААНИИ» по теме 1.5.3.3 Целевой научно-технической программы Росгидромета. 2023-01-03 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1088 https://doi.org/10.31857/S2076673422040152 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1088/638 Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды / Пер с англ / Ред Г А Заварзина М : Мир, 1999 271 с Богородский П.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Мовчан В.В. Динамика сезонного таяния вечной мерзлоты в районе Ледовой базы «Мыс Баранова» (остров Большевик, архипелаг Северная Земля) // Проблемы Арктики и Антарктики 2018 Т 64 № 1 С 16–30 doi:10.30758/0555-2648-2018-641-16-30 Ветров В.А., Кузовкин В.В., Манзон Д.А. Кислотность атмосферных осадков и атмосферные выпадения серы и азота в Арктической зоне Российской Федерации по данным мониторинга химического состава снежного покрова // Арктика: экология и экономика 2014 № 3 (15) С 46–51 Дерффельд К. Статистика в аналитической химии / Перевод с нем Ред Ю П Адлера М : Мир, 1994 268 с Корж В.Д. Закономерность фракционирования химических элементов в процессе их выноса из океана в атмосферу // Доклады АН СССР 1987 Т 292 № 4 С 822–827 Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы M : Наука, 1991 243 с Котова Е.И. Сульфаты в осадках и снеге побережья Таймырского полуострова // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем 2018 Т XXIX № 1 С 65–72 doi:10.21513/02072564-2018-1-65-72 Котова Е.И., Василевич И.И., Ромашова К.В., Красавина А.С. Состав снежного покрова островов Баренцева и Карского морей // Российская Арктика 2021 № 15 С 17–27 Котова Е.И., Шевченко В.П Влияние дальнего атмосферного переноса на формирование ионного состава атмосферных осадков и снежного покрова прибрежной зоны западного сектора российской Арктики // Фундаментальные исследования 2014 № 12–11 С 2378–2382 Недашковский А.П., Добротина Е.Д., Румянцев А.Л. Химический состав ледяных цветов, наблюдавшихся во время дрейфа станции СП-35 // Проблемы Арктики и Антарктики 2012 Т 91 № 1 С 60–66 Недашковский А.П., Швецова М.Г. Общий неорганический углерод в морском льду // Океанология 2010 Т 50 № 6 С 910–917 Обзорные ледовые карты СЛО // Электронный ресурс http://old.aari.ru/main.php?lg=0&id=94 (Дата обращения: 28 06 2022) Першина Н.А., Полищук А.И., Павлова М.Т., Семенец Е.С. Ионный состав атмосферных осадков на российских станциях, входящих в систему Глобальной Службы Атмосферы ВМО Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2018 г М : Росгидромет, 2019 С 47–51 Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши Ч I / Ред Л В Боева Ростов-на-Дону: НОК, 2009 1044 с Савченко А.Ф. Испарение с поверхности снежного покрова за период его залегания на Азиатской территории России 2016 // Электронный ресурс http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/rid_aaae969a98e549d18ed5002ddb752f12.pdf Дата обращения: 28 06 2022 Свистов П.Ф., Полищук А.И., Першина Н.А. Качественная оценка загрязнения окружающей среды (по данным о химическом составе атмосферных осадков) // Труды ГГО им А И Воейкова 2010 Вып 2 C 4–17 Третьяков М.В., Голованов О.Ф., Григорьева В.А., Ромашова К.В. Максимальные снегозапасы на водосборе залива Грён-фьорд Современное состояние природной среды архипелага Шпицберген / Ред Л М Саватюгин СПб: ААНИИ, 2020 С 183–190 Шевченко В.П., Виноградова А.А., Лисицын А.П., Новигатский А.Н., Горюнова Н.В. Атмосферные аэрозоли как источник осадочного вещества и загрязнений в Северном Ледовитом океане Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики: современное состояние и история развития М : Изд-во МГУ, 2009 С 150–172 Электронный архив ААНИИ срочных метеорологических и аэрологических наблюдений научно-исследовательского стационара «Ледовая база «Мыс Баранова» за 2013–2020 гг // Электронный ресурс http://old.aari.ru/main.php?lg=0&id=405 Дата обращения: 15 07 2022 Alvarez-Aviles L. Simpson W.R., Douglas T.A., Sturm M., Perovich D., Domine F Frost flower chemical composition during growth and its implications вовлечение for aerosol production and bromine activation // Journ of Geophys Research 2008 V 113 P D21304 doi:10.1029/2008JD010277 Domine F., Sparapani R., Ianniello A., Beine H.J. The origin of sea salt in snow on Arctic sea ice and in coastal regions // Atmos Chem Phys 2004 V 4 P 2259– 2271 doi:10.5194/acp-4-2259-2004 Kaleschke L., Richter A., Burrows J., Afe O., Heygster G., Notholt J., Rankin A.M., Roscoe H.K., Hollwedel J., Wagner T., Jacobi H.-W. Frost flowers on sea ice as a source of sea salt and their influence on tropospheric halogen chemistry // Geophys Research Letters 2004 № 31 L16114 p doi:10.1029/2004GL020655 Meinrat O. Andreae. Marine aerosol chemistry at Cape Grim, Tasmania, and Townsville, Queensland // Journ of Geophys Research: Oceans 1982 V 87 № C11 P 8875–8885 Wagenbach D., Ducroz F., Mulvaney R., Keck L., Legrand M., Hall J.S., Wolff E.W. Sea-salt aerosol in coastal Antarctic regions // Journ of Geophys Research 1998 V 103 № D9 P 10961–10974 doi:10.1029/97JD01804. doi:10.31857/S2076673422040152 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Ice and Snow; Том 62, № 4 (2022); 564-578 Лёд и Снег; Том 62, № 4 (2022); 564-578 2412-3765 2076-6734 snow cover;chemical composition;high-altitude Arctic;total acidity;Severnaya Zemlya снежный покров;химический состав;общая кислотность;Северная Земля info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2023 ftjias 2025-03-10T11:00:05Z For the first time, features of the chemical composition of the snow cover during its accumulation on the Bolshevik Island (the area of the research station «Cape Baranov» Ice base») were studied. In winter 2018/19, the following elements density, conductivity, total acidity, pH, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, and Si and, additionally, Na+, К+, Ca2+, Mg2+, Cl-, and SO42-, were measured in new and old snow. Regularities of changes in the parameters of these two types of snow with time have been found. New snow is characterized by negative time trends in density, pH, conductivity, and total acidity, and by positive ones – in NO3–. All statistically significant changing parameters of new snow, except NH4+, showed high temporal variability. In the old snow, trends of decreasing NO3– and total acidity and increasing pH with the depth in the snow cover, as well as a positive correlation between NO3– and NH4+ have been revealed, that is not typical for the new snow. It was shown that the ammonium content in the old snow was, on average, 2.8 times higher than in the new one. The influence of different natural and anthropogenic factors on the snow chemical composition on the Bolshevik Island is discussed. We show that the increase in the total acidity of snow up to 0.001–0.014 meq/l in November–June during the young ice formation and then freeze-up could be due to anthropogenic nitrogen and sulfur oxides in roughly equal proportions. However, the chemical composition of the studied snow corresponds to the zone of the ecological norm. We compared the chemical composition of snow on the Bolshevik Island with similar characteristics of precipitation in other background regions of the Russian Federation using data of the World Weather Watch of the World Meteorological Organization. It was revealed that the studied snow was more acidic, less mineralized, depleted in sulfates, ammonium, nitrates and contained low electrical conductivity. In comparison with the snow cover on the Golomyanny Island (Severnaya Zemlya), the studied old ... Article in Journal/Newspaper Arctic Arctic Bolshevik Island Cape Baranov Severnaya Zemlya Ice and Snow Arctic Severnaya Zemlya ENVELOPE(98.000,98.000,79.500,79.500) Investigaciones Geográficas 63 45 |
spellingShingle | snow cover;chemical composition;high-altitude Arctic;total acidity;Severnaya Zemlya снежный покров;химический состав;общая кислотность;Северная Земля O. Shevtsova V. E. Dobrotina D. A. Goncharova B. A. Nedashkovsky P. О. Шевцова В. Е. Добротина Д. А. Гончарова Б. А. Недашковский П. Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title | Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title_full | Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title_fullStr | Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title_full_unstemmed | Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title_short | Chemical characteristics of snow cover in the high-latitude Russian Arctic (Baranov Cape, Bolshevik Island, Severnaya Zemlya) |
title_sort | chemical characteristics of snow cover in the high-latitude russian arctic (baranov cape, bolshevik island, severnaya zemlya) |
topic | snow cover;chemical composition;high-altitude Arctic;total acidity;Severnaya Zemlya снежный покров;химический состав;общая кислотность;Северная Земля |
topic_facet | snow cover;chemical composition;high-altitude Arctic;total acidity;Severnaya Zemlya снежный покров;химический состав;общая кислотность;Северная Земля |
url | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1088 https://doi.org/10.31857/S2076673422040152 |